基于灰度图像的像素量化隐写算法

目的为了提高灰度图像处理的规模、嵌入量、安全性及鲁棒性,提出一种基于灰度图像的像素量化隐写算法。方法首先对载体图像进行Hilbert曲线扫描和图像像素量化,将量化信息产生的阈值区域准确地划分标记,然后分别对载体图像、待嵌入信息执行Hilbert置乱和D-S(data encryption security algorithm)数据加密处理,最后将加密后产生的秘密信息和相关辅助信息嵌入密文图像内。结果实验结果表明,该算法的嵌入率相较于原算法提升了10%,接收者能通过密钥解密获取原始信息,还原完整的载体图像。结论该隐写算法信息嵌入率高,鲁棒性和安全性较强。     

通过解除磷酸糖胁迫提高枯草芽孢杆菌N-乙酰氨基葡萄糖合成能力

N-乙酰氨基葡萄糖(N-acetylglucosamine, GlcNAc)在食品、保健品以及药品领域有着广泛的应用。该课题组前期构建了一株具有较高GlcNAc合成效率的枯草芽孢杆菌底盘细胞FMIK,由于GlcNAc前体的过量积累引起了磷酸糖胁迫，限制了FMIK的GlcNAc产量。因此，该文首先通过实施荧光定量PCR验证磷酸糖胁迫对于glcR-ywpJ操纵子转录水平影响，并通过凝胶迁移率确定GlcR与P_glcR的结合能力；然后，利用易错PCR构建P_glcR-ep突变体库，设计并使用基于荧光检测的高通量筛选系统，鉴定得到P_glcR与GlcR结合的关键区域；最后，在FMIK菌株的基础上对筛选得到的P_glcR与GlcR的结合关键区域进行敲除，得到工程菌株FMIK-m4。该菌株有效降低了GlcNAc前体浓度，解除了磷酸糖胁迫导致的二次生长现象，且摇瓶内GlcNAc产量提高至18.21 g/L。     

调控乙酰CoA合成酶表达促进乙酸利用及GlcNAc合成

N-乙酰氨基葡萄糖(GlcNAc)是一种重要的功能单糖。在利用枯草芽孢杆菌发酵产GlcNAc的过程中,乙酸的积累严重抑制了细胞生长和GlcNAc合成。为了获得高效利用乙酸生产GlcNAc的微生物细胞工厂,作者通过突变乙酰CoA(Ac-CoA)合成酶编码基因acsA 5′UTR区域内全局转录调控因子CodY结合序列,调控acsA转录水平,进一步突变AcsA乙酰化调控位点,解除乙酰化修饰,促进乙酸转化为Ac-CoA,最终乙酸积累量由6.3 g/L减少到3.6 g/L,同时细胞干重(DCW)由2.7 g/L增加到5.3 g/L,GlcNAc产量由1.9 g/L提高到5.0 g/L,为进一步获得高产GlcNAc细胞工厂提供了基础。     

基于FPGA+ARM的电离层斜向探测系统设计

针对传统电离层斜向探测仪结构复杂、探测信道固定、多站同步探测中相干干扰严重问题，提出一种基于现场可编程门阵列(FPGA)和先进精简指令集处理器(ARM)结构的嵌入式电离层斜向探测系统的探测方法，并给出系统结构设计。采用完全互补码解决多站同步探测的相干干扰问题，丰富了探测码制；利用数字中频接收结构在数字域中进行二次混频，避免了寄生信号和交调失真，具有标准化、模块化、扩展性强的特点；使用灵活的静态存储控制(FSMC)协议解决了控制模块之间高速并行数据传输问题，实现了数据的自动判读和频率优选。实验结果验证了系统设计的正确性及可靠性，该系统在空间物理学研究、天波超视距雷达探测、应急抢险救灾等领域有重要应用前景。     

调控黑曲霉葡萄糖转运系统增强柠檬酸的合成

柠檬酸是目前世界上需求量最大的有机酸,年产量达到170万吨,主要由黑曲霉进行深层有氧发酵来生产。强化葡萄糖的吸收是增强柠檬酸合成的重要策略。对黑曲霉基因组中预测到的葡萄糖转运蛋白进行进化树分析和多序列比对,鉴定到与Kl HGT1亲缘关系较近的高亲和力葡萄糖转运蛋白基因,其编码的蛋白质序列含11个跨膜区,命名为An HGT1。在葡萄糖限制性培养基上进行生长测定,发现HGT1转化子的菌落直径比H915-1增加了50%～150%。通过在发酵后期添加30 g/L葡萄糖,发现HGT1的葡萄糖消耗速率比H915-1快12 h。最终HGT1转化子的柠檬酸产量比野生型菌株H915-1增加14.7%,发酵时间减少6 h,最大比产酸速率增加了29.5%。     

基于二硫键还原酶异源表达与优化的羽毛废弃物双酶协同降解及应用

富含角蛋白的羽毛废弃物是一种潜在的优质蛋白资源，但缺乏有效的回收方式。角蛋白酶可催化降解羽毛废弃物产生氨基酸和多肽等高价值水解产物，被认为是一种极具潜力的废弃角蛋白回收方式。然而，角蛋白酶较低的二硫键还原活性却成为限制羽毛水解效率的瓶颈问题。该研究通过二硫键还原酶破坏羽毛角蛋白的二硫键，与角蛋白酶协同作用加速羽毛废弃物的降解。首先，在Bacillus subtilis WB600中异源表达来源于Bacillus subtilis 168的4种二硫键还原酶，并对其酶学性质进行表征；进而通过优化二硫键还原酶MsrA的信号肽，提高了其胞外表达量；最后，探究了二硫键还原酶与角蛋白酶KerZ1协同降解羽毛的效果，分析了水解液中氨基酸的种类和含量。二硫键还原酶AhpC、DLD、MsrA和TrxR成功实现了胞外表达，比酶活力分别为0.53、1.69、16.7、2.06 U/mg; MsrA携带信号肽YxkH时胞外二硫键还原酶活性提高了4.2倍；MsrA+KerZ1降解羽毛的水解液中可溶性蛋白含量是KerZ1单独降解时的3倍；优化后的MsrA+KerZ1降解100 g/L的鸭毛和鸡毛，水解液中氨基酸含...     

对称介质中陷落柱槽波地震波场响应特征研究

华北型石炭二叠系煤田中陷落柱较发育，通常会破坏地层的完整性，在孕育发展过程改变了围岩的力学特性和声学特征；通过岩石单轴加载条件下波速测试，获得岩石加载塑性变形前波速与应力的关系；基于物性参数测试结果建立三层对称均匀介质的数值计算模型，采用有限差分法对弹性波动方程进行全波场正演模拟，并在模型中部设置陷落柱，获得波场快照、地震波记录及频散曲线，采用速度和能量衰减系数CT分析法对槽波地震波场进行反演，研究了不同陷落柱物性参数及观测系统布置参数对反演结果的影响。结果表明：地震波场随着传播距离的增大而减弱，遇到陷落柱时槽波信号明显减弱甚至消失；陷落柱波速大于围岩或小于煤层时，形成明显的绕射槽波，Airy相发生跳动现象；陷落柱波速小于煤层时表现为低速异常，而低速或高速的陷落柱均产生明显的能量衰减异常；现场观测系统布置时炮间距和道间距可选为20 m。     

甘蔗收割机作业数据采集系统设计与实现

针对甘蔗收割机工况数据监测的需求，设计的一种作业数据采集系统，通过车载诊断系统实现对车辆发动机参数数据进行读取，同时利用组态基于Modbus总线对采集设备内部寄存器的读取，实现对甘蔗收割机作业数据的实时获取。运行数据表明，该系统可快速稳定地采集甘蔗收割机主要工作部件工况数据和发动机参数等。     

3D打印技术在传统工艺品产品成型和分层厚度中的应用研究

目前多数传统工艺品因其较大的制作难度而多为手工制作，其制作精度难以得到保障且耗损时间较长。有鉴于此，研究将3D打印技术应用在传统工艺品中，并设计基于坐标分层的切片算法以及构建起以产品成型和分层厚度为最优参数的多目标优化问题。将该方法进行仿真分析，结果表明3D打印技术的轮廓曲线的平均间距偏差达到了0.04%,且其较传统工艺在XYZ三个方向上的误差平均值改善情况均在5%以上，尺寸误差小于1%。3D打印工艺下的多目标优化模型能有效解决需求平衡问题，并为从业工程师提供决策参考。